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长期以来，为最大化利用土地、矿产、水等自然资源，在规划和建设时，大多数采用粗放式的开发利用，对生态环境和建成环境产生了较为严重的负外部性影响。这与新时代中国特色社会主义倡导的生命共同体意识和生态型新材料新装备供给能力密切相关。随着生态文明建设的持续深入推进，国土空间整治也由单一技术向多目标综合技术发展，由项目工程向系统协同发展，然而，中国目前国土空间整治的相关材料和设备还处在零散研究探索阶段，新材料和新工艺的应用较少。因此，对绿色环保材料和新型技术设备工艺的需求日益迫切。
国土空间整治领域的材料主要用于土地生态系统结构和功能的提升，包括自然界中既有的材料和新开发的材料。大体可以分为有机材料、无机材料、纳米材料、人工复合材料和生物材料等。
常见的有机材料有生物炭、土壤保水剂等。其中生物炭可以提高土壤颗粒对重金属阳离子的交换作用和静电吸附作用，受pH值影响有利于重金属污染土地的修复。同时，生物炭对有机氯、氨基甲酸酯、氯苯氧基酸化合物等有机污染物的吸附治理效果较明显，利于有机污染土地的修复。而在沙化土地整治材料应用中最重要的是土壤保水剂。土壤保水剂又称农林保水剂，号称植物微型水库，是一种独具三维网状结构的有机高分子聚合物，被作为一种保水保肥剂广泛使用。
常见的无机材料有磷灰石、沸石、天然蛭石、碳酸盐和黏土矿物等。应用无机材料处理有机污染物具有来源广、成本低、方法简单和效果好等优点，其应用前景十分广阔。
纳米TiO2、纳米氧化物等作为一种光催化物质，对于有机污染物的去除和降解效果显著，因此，运用纳米材料在修复研究和重污染土壤的原位修复方面越来越受到重视。
把有机材料生物炭和纳米材料结合，可以制备新型复合材料，这种新型材料可以显著增强土壤肥力。目前研究较多的生物炭-纳米复合材料主要有碳纳米管、石墨烯、纳米零价铁和纳米氧化物。将生物炭与无机材料复合后，不仅可以增加生物炭表面与污染物作用的基团数量，还可以为无机基团提供附着点位，增强对污染物的吸附作用。
科学家发现，目前大约有400种植物可以用来清除农田中的重金属污染。例如玉米、黑麦草等根际植物与蚯蚓联用对污染土壤的修复效果（邵承斌等,2016)。土体中的根际细菌可以充当生物肥料的供给者，如固氮根癌菌和慢生根癌菌可以在豆科植物的根系形成根瘤，通过固定大气中的氮气，为植物提供氮元素。
针对国土空间整治的工程要求和不同技术要求，需要建立不同的设计方法，确定精细化的整治工艺流程和方法。量身定做高精度的国土空间整治设备有助于提升我国国土空间整治的工程技术水平，是未来具有重要需求的发展方向。目前常用的国土空间整治的设备有大型建筑机械、大型农田水利设施、铲土机、推土机、激光平整仪、激光探头仪等成品机械设备。此外，已有项目还采用过装配式建筑物和构筑物、废旧建材资源化利用装备、沟渠一体化成型技术与装备、自动化灌溉方式装备、表土剥离利用绿色装备、土地污染生态修复装备等。